Al enkele jaren geleden heeft Michael Behe een belangwekkend boek geschreven, getiteld ‘Darwins black box’ en in het Nederlands: ‘De zwarte doos van Darwin’. In dit boek illustreert Behe met gebruik van veel voorbeelden dat er in de natuur sprake is van complexe systemen die zo in elkaar zitten, dat ze niet vanuit eenvoudige systemen door toevalsprocessen en selectie geëvolueerd kunnen zijn. Hij noemt dit irreducible complexity of in het Nederlands: onherleidbare complexiteit. Een van de voorbeelden die hij noemt, is dat van de bloedstolling. De bloedstolling is een zeer nauwkeurig gereguleerd proces waar een groot aantal enzymen bij betrokken is. Het is uitermate belangrijk dat de bloedstolling snel en adequaat plaatsvindt als het nodig is, maar absoluut niet plaatsvindt op plaatsen waar dat niet nodig is. Hierbij zijn bepaalde functies van de bloedvatwand, van bloedplaatjes en van een groot aantal verschillende eiwitten betrokken. Het hele proces van de bloedstolling wordt wel een bloedstollingscascade (waterval) genoemd. Het is een kettingreactie van tientallen enzymen die opeenvolgend op elkaar inwerken, bijvoorbeeld door een volgend enzym te activeren (‘a’ in het schema). Om een proces in acute omstandigheden snel te laten lopen, is het nodig dat er positieve terugkoppelingen plaatsvinden: positive feedback. Dit zorgt ervoor dat bij een kleine reactie door extra stimulering snel een groot effect optreedt. Dit heeft echter als gevolg dat een kleine onbedoelde reactie al tot gevolg kan hebben dat het proces ongewenst gaat lopen. Daarom zijn er ook remmende controlesystemen nodig om dit onbedoeld aflopen van het proces tegen te gaan. Dit gebeurt door negatieve terugkoppeling: negative feedback. Beide processen moeten bij een levend gewerveld dier of een mens in balans zijn om enerzijds te voorkomen dat een dier in het ene geval leegbloedt of in het andere geval her en der zomaar stolsels in de bloedbaan krijgt. Het gaat ook vaak niet goed.

Bekende voorbeelden van stollingsproblemen zijn te zien bij hemofiliepatiënten. Bij deze mensen, meest mannen en jongens, is door een genetisch defect een belangrijke stollingsfactor, factor VIII of IX, niet werkzaam, zodat de bloedstolling ernstig gestoord is. Dit leidde vroeger tot ernstige ziekte en uiteindelijk vaak tot de dood. Hoewel nu de stollingsfactor toegediend kan worden en het leven van hemofiliepatiënten verbeterd is ten opzichte van vroeger, is ook nu de ziektelast nog erg groot. Patiënten krijgen vaak bloedingen in gewrichten, die ertoe leiden dat er chronische gewrichtsontstekingen ontstaan die erg pijnlijk zijn en ervoor zorgen dat de gewrichten na verloop van tijd vergroeien.
Het is opvallend dat er slangengiffen zijn die inwerken op het bloedstollingsproces. Slangengiffen bestaan vaak uit ingewikkelde mengsels van verschillende eiwitten. Daar kunnen enzymen bij zijn die de bloedstolling ontregelen. De dosis in grammen is vaak gering, maar die geringe dosis is al in staat om het proces diepgaand te beïnvloeden. Als de slachtoffers vervolgens stollingen in het vaatbed krijgen of bloedingsstoornissen, is dit vaak levensbedreigend. De reactie op slangengif geeft aan hoe delicaat het evenwicht is. Het interessante is, dat medici een diagnostische test hebben ontwikkeld met gebruik van slangengif, de Russell’s viper venom test.

Wellicht minder bekend is dat bij meerdere aandoeningen de bloedstolling uit balans kan raken. Ouders weten vaak wel dat als hun kind ziek is en plots verspreid over het lichaam kleine bloedinkjes, petechiën, begint te vertonen, de situatie zeer, zeer ernstig is. In dat geval kan sprake zijn van een bloedvergiftiging (sepsis) als gevolg van een bacteriële infectie. De puntbloedinkjes zijn er het teken van dat op al die verschillende plekjes in de huid, en op andere plekken in het lichaam, maar dat is niet zichtbaar, spontaan bloedinkjes ontstaan. Op dat moment is de bloedstolling uit balans door een reactie van het lichaam op een bacterie die het kind letterlijk doodziek maakt. Ook in andere gevallen wordt de balans tussen stolling en anti-stolling doorbroken, zoals in gevallen van ernstige zwangerschapsvergiftiging of shock. Dit leidt ertoe dat op bepaalde plekken in het lichaam in de vaten stolling optreedt, terwijl op andere plekken in weefsels bloedingen op gaan treden. Dit gaat gepaard met een sterke daling van het aantal bloedplaatjes. Men noemt dit wel diffuse intravasale stolling. Het is een situatie die op intensivecareafdelingen van ziekenhuizen uiterste inspanning vergt om de patiënt weer in balans te krijgen. Een proces dat zo belangrijk is voor het overleven van het organisme, en dat zo complex in elkaar zit, kan niet uit eenvoudige, opeenvolgende stapjes opgebouwd worden volgens een evolutionair proces, beweert Behe. Terecht. Als een factor ontbreekt, wordt de balans al doorbroken. Als er anderzijds in eerste instantie een eenvoudig werkzaam proces zou zijn geweest, wordt de balans door toevoeging van een tussenstap radicaal doorbroken, en heeft de drager van die toevoeging een probleem.

Wellicht bent u wel eens bij Nemo geweest, een museum in Amsterdam waarin kinderen enthousiast voor de wetenschap worden gemaakt. Kinderen kunnen zelf in een laboratorium aan de slag en eenvoudige proefjes doen. Er valt van alles te onderzoeken, te voelen, te ruiken, te zien en te horen. Een van de zaken die je niet zelf kunt doen, maar die gedemonstreerd wordt, is de kettingreactie. Hierbij is sprake van een demonstratie waarbij allerlei mechanismen opeenvolgend een ander mechanisme aanzetten, en weer een ander en weer een ander, waarna ten slotte een spectaculair eindeffect bewerkt wordt: de raket gaat de lucht in. Deze kettingreactie wordt maar een paar keer per dag uitgevoerd. Als het net afgelopen is, dan heb je pech. Dan moet je een tijdje wachten voordat je kunt gaan kijken of het gaat lukken, of niet. Want dat is altijd spannend. Een medewerker van Nemo moet na afloop alle voorwerpen weer precies op de goede plaats neerleggen. Attributen moeten opgehangen worden, veren moeten opgewonden worden, leeggelopen emmers moeten weer gevuld worden, etc. De medewerker loopt voordat de kettingreactie wordt gestart, het hele circuit nog eens nauwkeurig langs. Gaat de bal precies in de goede richting? Staat de stoel wel mooi in evenwicht? Is het haakje wel precies in de goede richting gedraaid, etc. etc. Als dan het startsein wordt gegeven, is het spannend. Zal de hele kettingreactie volgens plan verlopen? Is het design goed uitgewerkt? De keren dat wij het zagen, was de opzet geslaagd. Uiteindelijk klonk een welgemeend applaus. Gelukkig is de kettingreactie uitgebreid op YouTubefilmpjes te bewonderen. Anders is het een reden om ook eens naar Nemo te gaan.

De kettingreactie geeft een prachtige illustratie van de ingewikkelde kettingreacties waar de levende natuur rijk aan is, zoals de stollingscascade. Hoewel de kettingreactie nog vele malen simpeler is dan de processen in de natuur zelf, komt geen mens op de gedachte dat de kettingreactie door mutatie en selectie zou kunnen zijn ontstaan. Natuurlijk zou er een eenvoudige kettingreactie gemaakt kunnen worden, enkel bestaande uit een bal die een emmer water omgooit, ik noem maar wat. Elke lukrake toevoeging gooit het bestaande systeem echter volledig in de war. Stel je voor dat er zomaar ergens een extra pijp zou komen of een kanon zou afgevuurd worden of de emmer zou lek raken; zo’n verandering zomaar ergens in het proces kan niet leiden tot verdere uitbouw van het proces, enkel door het te behouden als het positief zou zijn en te laten vervallen als het negatief zou uitwerken. Simpel omdat een enkele toevalsverandering niet positief uitvalt. Elke toevoeging op zichzelf moet doordacht worden in type van het effect, de grootte van effect in timing en in richting. Dit moet in balans zijn met de reeds bestaande mechanismen van het proces. Dit kan niet half. Er kan niet naar een resultaat toegewerkt worden. Het werkt of het werkt niet. Het is niet voor niets dat in Nemo een medewerker tussendoor het circuit minutieus controleert. Een kleine afwijking veroorzaakt dat het einddoel volledig gemist wordt. Zo is het ook in de levende natuur. Het verschijnen van een extra stollingsfactor of anti-stollingsfactor zou ertoe leiden dat de balans in de stolling weg is, met mogelijk dodelijke gevolgen, zoals na een beet van de Russells viper. Een tweede kans is er niet. De kettingreactie is intelligent designed. In dit geval uitgevoerd door beperkte mensen zoals wij zijn. Het is een prachtige analogie van het intelligent design in de natuur.

LEUK ARTIKEL?
Bent u blij met dit artikel? Het onderhoud en de ontwikkeling van deze website vragen financiële offers. Zou u ons willen steunen met een maandelijkse bijdrage? Dat kan door ons donatieformulier in te vullen of een bijdrage over te schrijven naar NL53 INGB000 7655373 t.n.v. Logos Instituut. Logos Instituut is een ANBI-stichting en dat wil zeggen dat uw gift fiscaal aftrekbaar is.

Written by

Al enkele jaren geleden heeft Michael Behe een belangwekkend boek geschreven, getiteld ‘Darwins black box’ en in het Nederlands: ‘De zwarte doos van Darwin’. In dit boek illustreert Behe met gebruik van veel voorbeelden dat er in de natuur sprake is van complexe systemen die zo in elkaar zitten, dat ze niet vanuit eenvoudige systemen door toevalsprocessen en selectie geëvolueerd kunnen zijn.

...
Read more